国家材料腐蚀与防护科学数据中心
National Materials Corrosion and Protection Scientific Data Center
中文 | Eng 数据审核 登录 反馈
加氮技术与高强、耐蚀的超级不锈钢发展
2019-05-07 13:40:18 作者:请戳—>>> 来源:特钢100秒

超级奥氏体不锈钢的概念是在上世纪80年代与超级铁素体不锈钢、超级双相不锈钢并行产生的,类似于为高合金化镍基合金而使用的“镍基超合金”概念。


与常规奥氏体不锈钢相比,超级奥氏体不锈钢有更高的力学性能和耐腐蚀性能,典型的例子是所谓的6Mo甚至是发展到后来的7Mo不锈钢。纵观奥氏体不锈钢的发展史,可以把超级奥氏体不锈钢的发展分为一下3个阶段。


第1阶段:


上世纪30年代,为解决钢材在硫酸介质中的腐蚀问题,法国开发了UranusB6合金(20Cr-25Ni-4.5Mo-1.5Cu),美国则开发了20号合金(20Cr-30Ni-2.5Mo-3.5Cu),这些都是6Mo钢研发的雏形;

 

第2阶段:


上世纪50年代初期,瑞典AvestaJernverk AB公司生产的6Mo钢(16Cr-30Ni-6Mo)和美国Allegheny公司的AL-6X钢(20Cr-25Ni-6Mo),这些都是后来商业化6Mo钢的第一代版本。


1976年Avesta研制成功的254SMO钢(20Cr-18Ni-6Mo-0.7Cu-0.2N,S31254)为这一阶段的经典之作,这是加氮超级不锈钢的起点。此外,还有美国Allegheny公司的AL-6XN钢(20Cr-24Ni-6Mo-0.22N,N08367)和德国VDM研发的Cronifer1925hMo钢(20Cr-15Ni-4.5Mo-0.4N,N08925和N08926)。


这三种牌号已经成为今天6Mo钢的重要组成,盛行四十余年不衰。材料特点是钼含量较第1阶段提高,并且开始重视和利用氮的有利影响。


第3阶段:


超级奥氏体不锈钢的发展特点主要是氮合金化。为提高氮的溶解度,引入了合金元素Mn;为强化合金元素间的协同作用,Cr、Mo、N的含量都有较大幅度的提高,典型牌号为瑞典Avesta的654SMO钢(24Cr-22Ni-7Mo-3Mn-0.5Cu-0.5N)。钢中的氮控制在0.45~0.5%左右,使其可以通过常规的AOD精炼手段和连铸进行生产,并且不必担心在随后的生产中氮从钢中逸出。美国SMC研发的27-7Mo,也通过加氮和添锰,在某种工况下,抗腐蚀性媲美625合金、C-276合金。

 

5.jpg


氮作为合金化元素使用最早报道于1938年。由于炼钢条件的限制,在大气压强下能加入的氮浓度非常低,因此作用不明显,不足以引起冶金学家和材料学家的重视。


随着加压冶金技术的发展,氮作为强烈间隙原子元素,以廉价、易得等特点,再次引起人们的注意。仅从1988年到1995年,高氮钢的国际性会议便召开了6次。


目前,高氮钢的研究在俄罗斯、瑞典、德国、法国和日本等国家迅速发展,给材料学科提供了更加广阔的天地。


根据氮在奥氏体不锈钢中的含量,业内专家将含氮奥氏体不锈钢分为控氮型(氮含量0.05%~0.10%)、中氮型(氮含量0.10%~0.40%)和高氮型(氮含量在0.40%以上)3种。


总结下,氮之所以受重用,有利作用表现为3方面:


(一)非常强烈地形成并稳定奥氏体,且扩大奥氏体相区;

 

(二)能显著提高奥氏体不锈钢的强度,而其断裂韧性并不降低;

 

(三)能提高奥氏体不锈钢的耐蚀性能,特别是耐局部腐蚀,比如晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等。

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心